עליית המכונית החשמלית: Future of Energy P3

המכונית שלך - ההשפעה שלה על העולם שאתה חי בו תהיה הרבה יותר גדולה ממה שהיית מצפה. 

אם הייתם קוראים את החלק השמנוני האחרון בסדרת Future of Energy, הייתם בטוחים שהפרק השלישי הזה יכסה את עליית השמש כצורת האנרגיה הדומיננטית החדשה בעולם. ובכן, אתה טועה רק מעט: אנחנו נסקור את זה חלק רביעי. במקום זאת, בחרנו לכסות תחילה דלק ביולוגי ומכוניות חשמליות מכיוון שרוב צי התחבורה העולמי (כלומר מכוניות, משאיות, ספינות, מטוסים, משאיות מפלצות וכו') פועל על גז וזו הסיבה לכל הגורמים לנפט גולמי בעולם. גרון. הסר גז מהמשוואה והעולם כולו משתנה.

כמובן שלהתרחק מהגז (ובקרוב אפילו מנוע הבעירה) קל יותר לומר מאשר לעשות. אבל אם תקרא עד הסוף המדכא של חלק שני, תזכור שלרוב ממשלות העולם לא תהיה הרבה ברירה בעניין. במילים פשוטות, המשך ניהול הכלכלה על מקור אנרגיה נדיף יותר ויותר - נפט גולמי - יהפוך לבלתי בר-קיימא כלכלית ופוליטית בין 2025-2035. למרבה המזל, המעבר הענק הזה יכול להיות קל יותר ממה שאנחנו חושבים.

העסקה האמיתית מאחורי דלק ביולוגי

מכוניות חשמליות הן העתיד של התחבורה - ואנחנו הולכים לחקור את העתיד הזה במחצית השנייה של מאמר זה. אבל עם יותר ממיליארד מכוניות על הכביש ברחבי העולם, החלפת צי הרכב הזה בכלי רכב חשמליים עשויה להימשך XNUMX-XNUMX עשורים. אין לנו זמן כזה. אם העולם מתכוון לבעוט את ההתמכרות שלו לנפט, נצטרך למצוא מקורות דלק אחרים שיכולים להפעיל את רכבי הבעירה הנוכחיים שלנו במשך עשור לערך עד שהחשמל ישתלט עליו. זה המקום שבו הדלק הביולוגי נכנס לתמונה.

כאשר אתה מבקר במשאבה, באמת יש לך רק אפשרות למלא דלק, גז טוב יותר, גז פרימיום או סולר. וזו בעיה עבור הכיס שלך - אחת הסיבות לכך שהנפט כל כך יקר היא שיש לו כמעט מונופול על תחנות הדלק שאנשים משתמשים בהם ברוב העולם. אין תחרות.

דלק ביולוגי, לעומת זאת, יכול להיות התחרות הזו. תארו לעצמכם עתיד שבו תראו אתנול, או היברידית אתנול-גז, או אפילו אפשרויות טעינה חשמלית בפעם הבאה שאתם נכנסים למשאבה. העתיד הזה כבר קיים בברזיל. 

ברזיל מייצרת כמויות אדירות של אתנול מקנה סוכר. כשהברזילאים הולכים למשאבה, יש להם אפשרות למלא גז או אתנול או מגוון תערובות אחרות ביניהם. התוצאה? כמעט עצמאות מוחלטת מנפט זר, מחירי גז זולים יותר וכלכלה פורחת - למעשה, למעלה מ-40 מיליון ברזילאים עברו למעמד הביניים בין 2003 ל-2011 כאשר תעשיית הדלק הביולוגי במדינה המריאה. 

'אבל רגע', אתה אומר, 'דלק ביולוגי צריך מכוניות דלק גמיש כדי להפעיל אותם. בדיוק כמו חשמלי, ייקח עשרות שנים להחליף את המכוניות בעולם במכוניות דלק גמיש״. בעצם, לא ממש. סוד קטן ומלוכלך בתעשיית הרכב הוא שלמעשה כל המכוניות שנבנו מאז 1996 ניתנות להמרה למכוניות דלק גמיש תמורת 150 דולר בלבד. אם אתה מעוניין להמיר את המכונית שלך, עיין בקישורים הבאים: אחד ו שתיים.

'אבל רגע', אתה אומר שוב, 'גידול צמחים לייצור אתנול יעלה את עלות המזון!' בניגוד לאמונה הציבורית (אמונות המשותפות רשמית לכותב זה), אתנול אינו מחליף את ייצור המזון. למעשה, תוצר הלוואי של רוב ייצור האתנול הוא מזון. לדוגמה, חלק ניכר מהתירס שגדל באמריקה אינו גדל לבני אדם כלל, הוא גדל להזנה לבעלי חיים. ואחד המזונות הטובים ביותר לבעלי חיים הוא 'דגן המזקקים', העשוי מתירס, אך מיוצר קודם כל בתהליך התסיסה-זיקוק - תוצר הלוואי הוא (ניחשתם נכון) אתנול ודגן מזקקים.

מביא בחירה למשאבת הדלק

זה לא בהכרח אוכל מול דלק, זה יכול להיות אוכל והרבה דלק. אז בואו נסתכל על הדלקים הביולוגיים והאלטרנטיביים השונים שנראה יוצאים לשוק עם נקמה עד אמצע שנות ה-2020:

אתנול. אתנול הוא אלכוהול, המיוצר על ידי תסיסה של סוכרים, וניתן להכין אותו ממגוון מיני צמחים כמו חיטה, תירס, קני סוכר, אפילו צמחים מוזרים כמו קקטוס. בדרך כלל, ניתן לייצר אתנול בקנה מידה באמצעות כמעט כל צמח המתאים ביותר למדינה לגדול. 

מתנול. קבוצות מרוצי מכוניות ודראג משתמשות במתנול במשך עשרות שנים. אבל למה? ובכן, יש לו דירוג אוקטן שווה ערך גבוה יותר (~113) מאשר גז פרימיום (~93), מציע יחסי דחיסה ותזמון הצתה טובים יותר, הוא נשרף הרבה יותר נקי מבנזין, וזה בדרך כלל שליש מהמחיר של בנזין רגיל. ואיך מכינים את החומר הזה? על ידי שימוש ב-H2O ופחמן דו חמצני - אז מים ואוויר, כלומר אתה יכול לייצר את הדלק הזה בזול בכל מקום. למעשה, ניתן ליצור מתנול באמצעות פחמן דו חמצני ממוחזר מתעשיית הגז הטבעי הצומחת בעולם, ואפילו עם ביומסה ממוחזרת (כלומר פסולת שנוצרת ביער, חקלאות, ואפילו פסולת עירונית). 

מדי שנה מייצרים מספיק ביומסה באמריקה כדי לייצר מספיק מתנול כדי לכסות מחצית מהמכוניות בארה"ב בשני דולרים לגלון, בהשוואה לארבע או חמישה בשימוש בבנזין. 

אַצוֹת. באופן מוזר, חיידקים, ספציפית ציאנו-בקטריה, עשוי להניע את המכונית העתידית שלך. חיידקים אלה ניזונים מפוטוסינתזה ופחמן דו חמצני, בעצם שמש ואוויר, וניתן להפוך אותם בקלות לדלק ביולוגי. עם קצת הנדסה גנטית, מדענים מקווים לטפח ביום מן הימים כמויות אדירות של החיידקים הללו במיכלי ענק חיצוניים. העיקר הוא שמכיוון שהחיידקים הללו ניזונים מפחמן דו חמצני, ככל שהם גדלים יותר, כך הם גם מנקים את הסביבה שלנו. משמעות הדבר היא שחקלאי חיידקים עתידיים יכולים להרוויח כסף הן מכמות הדלק הביולוגי שהם מוכרים והן מכמות הפחמן הדו-חמצני ששואב מהאטמוספירה.

מכוניות חשמליות כבר כאן וכבר מדהימות

כלי רכב חשמליים, או EV, הפכו לחלק מתרבות הפופ, במידה רבה הודות לאלון מאסק והחברה שלו, טסלה מוטורס. הטסלה רודסטר, ודגם S במיוחד, הוכיחו שרכבי רכב חשמליים הם לא רק המכונית הירוקה ביותר שתוכלו לקנות, אלא גם המכונית הטובה ביותר לנהיגה, נקודה. המודל S זכתה ב-2013 "מכונית השנה בטרנד המוטורי" וב"מכונית השנה" של מגזין רכב לשנת 2013. החברה הוכיחה שרכבי רכב חשמליים יכולים להיות סמל סטטוס, כמו גם מובילה בהנדסת רכב ועיצוב.

אבל כל התחת הזה של טסלה מתנשק בצד, המציאות היא שלמרות כל העיתונות שפקדו טסלה ודגמי EV אחרים בשנים האחרונות, הם עדיין מייצגים רק פחות מאחוז אחד משוק הרכב העולמי. הסיבות מאחורי הצמיחה האטית הזו כוללות חוסר ניסיון ציבורי בנהיגה ברכבי רכב חשמליים, רכיבי EV ועלויות ייצור גבוהות יותר (ולכן תג מחיר גבוה בסך הכל), והיעדר תשתית טעינה. החסרונות הללו מהותיים, אך הם לא יימשכו זמן רב.

עלות ייצור רכב וסוללות חשמליות עומדות לקרוס

עד שנות ה-2020, שורה שלמה של טכנולוגיות יגיעו לאינטרנט כדי להפחית את העלויות של ייצור כלי רכב, במיוחד רכבי EV. כדי להתחיל, ניקח את המכונית הממוצעת שלך: כשלוש חמישיות מכל דלק הניידות שלנו הולך למכוניות ושני שלישים מהדלק הזה משמשים כדי להתגבר על משקל המכונית כדי לדחוף אותה קדימה. זו הסיבה שכל מה שנוכל לעשות כדי להפוך מכוניות קלות יותר לא רק יוזול אותן, אלא גם יעזור להן להשתמש בפחות דלק (בין אם זה גז או חשמל).

הנה מה שנמצא בצנרת: עד אמצע שנות ה-2020, יצרניות הרכב יתחילו לייצר את כל המכוניות מסיבי פחמן, חומר קל וחזק יותר מאלומיניום בשנות אור. המכוניות הקלות יותר הללו יוכלו לפעול על מנועים קטנים יותר ולשמור על אותם ביצועים. מכוניות קלות יותר יהפכו גם את השימוש בסוללות חשמליות על פני מנועי בעירה לכדאיות יותר, שכן טכנולוגיית הסוללות הנוכחית תוכל להניע את הרכבים הקלים יותר הללו עד למכוניות המונעות בגז.

כמובן, זה לא סופר את ההתקדמות הצפויה בטכנולוגיית הסוללה, וילד יהיו הרבה. העלות, הגודל ויכולת האחסון של סוללות EV השתפרו בקליפ מהיר כבר שנים וטכנולוגיות חדשות נכנסות לאינטרנט כל הזמן כדי לשפר אותן. לדוגמה, עד 2020, נראה את ההקדמה של קבלי-על מבוססי גרפן. קבלי-על אלה יאפשרו סוללות EV שהן לא רק קלות ודקות יותר, אלא גם יחזיקו יותר אנרגיה וישחררו אותה מהר יותר. המשמעות היא שמכוניות יהיו קלות יותר, זולות יותר ולהאיץ מהר יותר. בינתיים, עד 2017, Gigafactory של טסלה יתחיל לייצר סוללות EV בקנה מידה עצום, מה שעלול להפחית את העלויות של סוללות EV ב 30 אחוז עד 2020.

החידושים הללו בשימוש בסיבי פחמן וטכנולוגיית סוללה יעילה במיוחד יביאו את העלויות של רכבי EV בשוויון לרכבים מסורתיים עם מנועי בעירה, ובסופו של דבר הרבה מתחת לרכבי בעירה - כפי שאנו עומדים לראות.

ממשלות העולם משתתפות כדי להאיץ את המעבר

ירידת המחיר של רכבי EV לא בהכרח אומרת בוננזת מכירה של רכבים חשמליים. וזו בעיה אם ממשלות העולם רציניות לגבי הימנעות מהקריסה הכלכלית הקרובה (מתואר ב חלק שני). זו הסיבה שאחת הטקטיקות הטובות ביותר שממשלות יכולות ליישם כדי להפחית את צריכת הגז ולהפחית את המחיר במשאבה היא לקדם את אימוץ רכבי החשמל. כך עשויות ממשלות לגרום לזה לקרות:

אחד המכשולים הגדולים ביותר לאימוץ EV הוא החשש של צרכנים רבים שיגמר המיץ בזמן שהם בדרכים, הרחק מתחנת טעינה. כדי לטפל בבור התשתית הזה, ממשלות יחייבו להתקין תשתית טעינת EV בכל תחנות הדלק הקיימות, אפילו באמצעות סובסידיות במקרים מסוימים כדי להאיץ את התהליך. סביר להניח שיצרני רכבי רכב יהיו מעורבים בבניית התשתית הזו, מכיוון שהיא מייצגת זרם הכנסה חדש ורווחי שניתן לגנוב מחברות נפט קיימות.

ממשלות מקומיות יתחילו לעדכן את חוקי העזר של הבנייה, שיחייבו כי בכל הבתים יהיו שקעי טעינה של EV. למרבה המזל, זה כבר קורה: קליפורניה עבר חוק מחייב את כל החניונים והדיור החדשים לכלול תשתית טעינה של EV. בסין, העיר שנזן עבר חקיקה מחייב מפתחי דירות ודירות לבנות שקעי טעינה/תחנות בכל מקום חניה. בינתיים, ליפן יש כעת יותר נקודות טעינה מהירה (40,000) מאשר תחנות דלק (35,000). היתרון הנוסף של השקעה בתשתית זו הוא שהיא תייצג אלפי משרות חדשות, שאינן ניתנות לייצוא, בכל מדינה שתאמץ אותה.

בינתיים, ממשלות עשויות גם לתמרץ ישירות רכישת רכבי EV. נורבגיה, למשל, היא אחת מיבואניות טסלה הגדולות בעולם. למה? מכיוון שהממשלה הנורבגית מציעה לבעלי רכבי רכב גישה חופשית לנתיבי נהיגה לא צפופים (למשל נתיב האוטובוס), חניה ציבורית חינם, שימוש חופשי בכבישי אגרה, דמי רישום שנתיים מוותרים, פטור ממס מכירה מסוימים, וניכוי מס הכנסה. כן, אני יודע נכון! גם כאשר טסלה מודל S היא מכונית יוקרה, התמריצים הללו הופכים את קניית טסלות כמעט לשווה לבעלות על מכונית מסורתית.

ממשלות אחרות יכולות להציע בקלות תמריצים דומים, שיפוג באופן אידיאלי לאחר שמכוניות חשמליות מגיעות לסף מסוים של סך הבעלות הלאומית על מכוניות (כמו 40 אחוז) כדי לזרז את המעבר. ואחרי שרכבי רכב חשמליים מייצגים בסופו של דבר את רוב צי הרכב הציבורי, ניתן להחיל מס פחמן נוסף על הבעלים הנותרים של מכוניות מנועי בעירה כדי לעודד את השדרוג שלהם למכוניות חשמליות מאוחרות במשחק.

בסביבה זו, ממשלות יספקו באופן טבעי סובסידיות למחקר על קידום EV וייצור EV. אם הדברים נהיים שעירים ויש צורך באמצעים קיצוניים יותר, ממשלות עשויות גם לחייב יצרני רכב להעביר אחוז גבוה יותר מתפוקת הייצור שלהם לרכבי רכב חשמליים, או אפילו לחייב תפוקה של EV בלבד. (מנדטים כאלה היו יעילים להפליא במהלך מלחמת העולם השנייה.)

כל האפשרויות הללו יכולות להאיץ את המעבר מבעירה לרכב חשמלי בעשרות שנים, להפחית את התלות העולמית בנפט, ליצור מיליוני מקומות עבודה חדשים ולחסוך לממשלות מיליארדי דולרים (שאם לא כן היו מוציאים על יבוא נפט גולמי) שניתן להשקיע במקומות אחרים. .

להקשר נוסף, יש בערך שתיים או יותר ממיליארד מכוניות בעולם כיום. יצרני רכב מייצרים בדרך כלל 100 מיליון מכוניות מדי שנה, אז תלוי באיזו אגרסיביות נמשיך את המעבר ל-EV, ייקח רק XNUMX-XNUMX עשורים להחליף מספיק מכוניות בעולם כדי להצית מחדש את הכלכלה העתידית שלנו.

בום אחרי נקודת המפנה

ברגע שמכשירי החשמל יגיעו לנקודת מפנה בבעלות בקרב הציבור הרחב, בערך 15%, הצמיחה של רכבי החשמל תהיה בלתי ניתנת לעצירה. רכבי EV הם הרבה יותר בטוחים, עולים הרבה פחות לתחזוקה, ועד אמצע שנות ה-2020 יעלה הרבה פחות לתדלק בהשוואה למכוניות המונעות בגז - לא משנה כמה נמוך מחיר הגז יירד.

אותן התקדמות טכנולוגית ותמיכה ממשלתית יובילו ליישומים דומים במשאיות EV, אוטובוסים ומטוסים. זה יהיה משנה משחק.

ואז פתאום הכל נהיה זול יותר

דבר מעניין קורה כשמוציאים רכבים ממשוואת צריכת הנפט הגולמי, הכל פתאום נהיה זול יותר. תחשוב על זה. כפי שראינו ב חלק שני, מזון, מוצרי מטבח ומשק בית, תרופות וציוד רפואי, ביגוד, מוצרי יופי, חומרי בניין, חלקי חילוף לרכב ואחוז גדול כמעט מכל השאר, כולם נוצרים באמצעות נפט.

כאשר רוב כלי הרכב יעברו לרכבי רכב חשמליים, הביקוש לנפט גולמי יתמוטט, ויוריד יחד את מחיר הנפט הגולמי. המשמעות של ירידה זו תהיה חיסכון עצום בעלויות עבור יצרני מוצרים בכל מגזר שמשתמש בנפט בתהליכי הייצור שלהם. החיסכון הזה יועבר בסופו של דבר לצרכן הממוצע, וימריץ כל כלכלה עולמית שנפגעה ממחירי הגז הגבוהים.

תחנות מיקרו-כוח ניזונות לרשת

יתרון צדדי נוסף של בעלות על רכב חשמלי הוא שהוא יכול לשמש גם כמקור שימושי לכוח גיבוי אם סופת שלג תפיל אי פעם קווי חשמל בשכונה שלך. כל שעליך לעשות הוא לחבר את המכונית שלך לבית או למכשירי חשמל עבור חיזוק מהיר של כוח חירום.

אם הבית או הבניין שלך השקיעו בפאנלים סולאריים ובחיבור לרשת חכמה, הוא יכול לטעון את המכונית שלך כשאינך צריך אותה ואז להזין את האנרגיה הזו בחזרה לבית, לבניין או לרשת החשמל הקהילתית שלך בלילה, מה שעשוי לחסוך בהוצאות שלנו. חשבון אנרגיה או אפילו לעשות לך קצת מזומנים בצד.

אבל אתה יודע מה, עכשיו אנחנו זוחלים לנושא של אנרגיה סולארית, ולמען האמת, זה ראוי לשיחה משלו: אנרגיה סולארית ועלייתו של אינטרנט האנרגיה: עתיד האנרגיה P4

קישורים לסדרת FUTURE OF ENERGY

המוות האיטי של עידן אנרגיית הפחמן: עתיד האנרגיה P1.

שמן! הטריגר לעידן המתחדש: Future of Energy P2

אנרגיה סולארית ועלייתו של אינטרנט האנרגיה: עתיד האנרגיה P4

מקורות אנרגיה מתחדשים לעומת תווים כלליים של אנרגיית תוריום ו- Fusion: Future of Energy P5

העתיד שלנו בעולם שופע אנרגיה: עתיד האנרגיה P6